瘤胃中蛋白能量代谢机制课件

ProteinandEnergyMetabolisminRumenandTheirApplicationsinDiaryNutrition

瘤胃中蛋白、能量代谢机制及其在日粮营养中的应用QingpingLiuPh.D.,KevinHalpinPh.D.InternationalIngredientCorporationSt.Louis,MO63026USAProteinandEnergyMetabolismOutline

提纲RuminantProteinNutritionRuminantEnergyNutritionInteractionofProteinandEnergyinRuminantNutritionMicrobialProteinanditsImportanceinruminantNutritionIntakeandMilkProductionRumenBitoticTManditsapplications反刍动物蛋白营养研究反刍动物能量营养研究反刍动物蛋白及能量间的互作效应菌体蛋白及其在反刍动物营养中的重要性采食量及产奶量百泰-R及其应用Outline

提纲RuminantProteinNutAnaerobicFermentationinRumen

瘤胃中的厌氧发酵ItisallaboutthebugsinrumenRumenvolumeoflactatingcow=120,000mlRumenbacteria:10,000,000,000/mlRumenprotozoa:1,000,000/mlRuemnfungi:1,000/mlFeedrumenbugs=feedthecows我们来看看这些瘤胃中的“小东西”泌乳牛的瘤胃体积=120,000/ml瘤胃细菌：10,000,000,000/ml瘤胃原虫：1,000,000/ml瘤胃真菌:1,000/ml饲喂微生物=饲喂奶牛AnaerobicFermentationinRumeRuminantProteinNutrition

反刍动物蛋白质营养Moreappropriate:RumenNitrogenMetabolism或者称为瘤胃中氮的代谢更为恰当RuminantProteinNutrition

反刍动GeneralInformation

一些常识Noproteasesinsaliva唾液中不含蛋白酶Norumensecretions瘤胃不分泌体液Microorganismsresponsibleforproteindigestioninrumen(andreticulum)在瘤胃（网胃）中微生物负责蛋白的消化Bacteria细菌Protozoa原虫GeneralInformation

一些常识NoproSourcesofRumenNitrogen

瘤胃的氮来源Feed饲粮中Proteinnitrogen蛋白氮Proteinsupplements(SBM,CSM,grains,forages,silages...蛋白补充（豆粕,棉籽饼粕,谷物，粗饲料，青贮饲料）Nonproteinnitrogen(NPN)非蛋白氮Usuallymeansurea常规方法尿素However,from5%ofNingrainsto50%ofNinsilageandimmatureforagescanbeNPN然而，非蛋白氮在谷物中的含量约5%、青贮牧草以及未成熟牧草中约50%Endogenous(recycled)N内源（循环）氮来源Saliva唾液Rumenwall瘤胃壁SourcesofRumenNitrogen

瘤胃的氮RuminalProteinDegradation

瘤胃降解蛋白的降解Fermentativedigestion（利用发酵消化）–enzymesofmicrobialorigin微生物分泌的酶MOproteases&peptidasescleavepeptidebondsandreleaseAA微生物蛋白酶及肽酶分裂肽键释放出氨基酸AAdeaminatedbymicrobes,releasingNH3andC-skeleton

然后微生物将氨基酸脱氨基，分解为NH3

及碳架MO’suseNH3,C-skeletonandenergytosynthesizetheirownAA微生物利用NH3，碳架及能量用来合成其所能利用的氨基酸EnergyprimarilyfromCHO’s(starch,cellulose)能量主要来源于碳水化合物（淀粉，纤维素）FormationofNH3rapid...veryfewfreeAAinrumen瘤胃中NH3快速形成，游离氨基酸数量很少RuminalProteinDegradation

瘤胃NPNUtilization

非蛋白氮的利用Urea(andmostsourcesofNPN)rapidlydegradedtoNH3尿素（非蛋白氮的主要来源）迅速降解为氨MO’sdon’tcarewhereNH3comesfrom微生物只单纯利用NH3，而不介意其来源NPNUtilization

非蛋白氮的利用Urea(aLimitationsofMicrobialProteinSynthesis

微生物蛋白合成的局限性Twomostlikelylimitations两个最有可能的局限性Energyavailable可利用能量NH3available可利用的NH3Theseneedtobesynchronized两者供应必须同步Fordietscontainingurea,mayalsoneed含有尿素的日粮还需要一些营养物质Sulfur(forS-containingAA)硫（合成含硫氨基酸）Branched-chainC-skeletons含有支链的碳链MOcannotmakebranched-chainC-chains微生物不能制造支链碳链Thesenormallynotaproblem通常这些不构成问题LimitationsofMicrobialProteOverflowAmmonia

氨浓度过高时ShortageofenergyrelativetoavailableNH3相对于可利用NH3，能量呈现缺乏Liver:NH3

Urea肝脏：NH3

尿素Urearecycledorexcreted,dependingonanimalneeds尿素参与循环还是排出，取决于动物的需要Saliva唾液Rumenwall瘤胃壁OverflowAmmonia

氨浓度过高时ShortagProteinLeavingRumen

蛋白离开瘤胃途径Microbialprotein微生物蛋白Escapeprotein(alsocalled“bypass”protein)瘤胃非降解蛋白（也称为过瘤胃蛋白）Enterabomasum&smallintestine进入皱胃及小肠Digestedbyproteolyticenzymessimilartononruminants、与单胃相同，通过蛋白酶进行分解EscapevsBypassprotein过瘤胃蛋白的命名问题Technicallynot“bypass”从技术角度不适合称为过瘤胃Reticulargroove食管沟ProteinLeavingRumen

蛋白离开瘤胃途径ProteinUtilization

RuminantvsNonruminant

反刍动物与单胃动物对于蛋白的利用SimilaritiesandDissimilarities相同点及不同点ProteinUtilization

RuminantvRuminantvsNonruminant–Similarities

相同点Attissuelevel–MetabolicpathwayssimilarRuminanttissuescansynthesizedispensableAA3.CannotsynthesizeindispensableAAEssentialAAmustbeprovidedfromdigestivetract4.Tissueproteinsconstantlyundergoingturnover5.AAnotstored6.ConstantsupplyofAArequired1.组织水平上-代谢路径相同2.反刍动物自身也可合成非必需氨基酸3.不能合成必需氨基酸

-必需氨基酸必须从消化道提供组织蛋白不断经历分解再合成的循环氨基酸在体内不储备为满足氨基酸需要，保证持续的供应RuminantvsNonruminant–SimiCarbohydrateNutritionInRuminant

反刍动物碳水化合物营养CarbohydrateNutritionInRumiNutrientFractions营养组分

AminoAcids Protein Non-ProteinNitrogen FatFeedstuff饲料原料 Sugars&Starches-NFC Carbohydrate ADF CrudeFiber NDF Ash-Mineral蛋白脂肪碳水化合物矿物质氨基酸非蛋白氮糖、淀粉-非结构性碳水化合物酸性洗涤纤维中性洗涤纤维NutrientFractions营养组分 ACarbohydrateDigestion

inRuminants

反刍动物碳水化合物消化生理Ingestedfeedisexposedtoextensive摄取的饲料被分解，内部营养物质广泛暴露pregastricfermentation前胃发酵Mostingestafermentedbymicrobesbeforeitisexposedtotypicalgastricandsmallintestinalenzymes许多营养物质在接触胃及小肠的酶前，已经被微生物发酵Rumenfermentationishighlyefficient瘤胃发酵效率很高CarbohydrateDigestion

inRumReticulorumen瘤网胃

Favorableenvironmentforsurvivalandactivityofanaerobicmicrobes瘤胃内环境有益于厌氧微生物的生存及活动

1billionbacteria/ml1000,000,000个细菌/mlWarm,moistenvironment温暖湿润的内环境Fermentcellulose,starch,andsolublecarbohydrate发酵纤维素、淀粉、可溶性碳水化合物Almostallcarbohydrateisfermentedintherumen几乎所有的碳水化合物都在瘤胃中发酵Some‘bypass’starchmayescapetothesmallintestine一些过瘤胃淀粉可能会到达小肠Donothavesalivaryamylase,buthaveplentyofpancreaticamylasetodigeststarch不分泌唾液淀粉酶，但分泌大量胰腺淀粉酶来消化淀粉Reticulorumen瘤网胃

FavorableenvMicrobialPopulations微生物Celluloyticbacteria(fiberdigesters)纤维分解菌

producecellulase-cleavesβ1→4linkages产生纤维素分解酶分解β1→4

糖苷键

preferpH6-7适宜pH6-7

utilizeNinformofNH3以氨源的形式利用氮

requireSforsynthesisofsulfur-containingaminoacids(cysteineandmethionine)

需要硫元素用于合成含硫氨基酸（met和cys）

produceacetate,propionate,littlebutyrate,CO2产生乙酸、丙酸、丁酸及CO2

predominateinanimalsfedroughagediets在以粗饲料为主的日粮中占主导地位MicrobialPopulations微生物CellulMicrobialPopulations微生物

Amylolyticbacteria(starch,sugardigesters)淀粉分解菌（消化淀粉和糖）digeststarch消化分解淀粉preferpH5-6适宜pH

5-6utilizeNasNH3orpeptides以NH3源及肽的形式利用氮producepropionate,butyrateandlactate产生丙酸、丁酸及乳酸predominateinanimalsfedgraindiets在以谷物为主的日粮中占主导地位rapidchangetograindietcauseslacticacidosis日粮快速改变为谷物饲料容易导致酸中毒(pH快速降低

)(rapidlydecreasespH)Streptococcusbovis牛链球菌MicrobialPopulations微生物

AADPATPNADP+NADPHSugars糖CatabolismBiosynthesisGrowthMaintenanceReplicationMicrobialMetabolism微生物代谢VFACO2CH4Heatinrumen:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（还原态）NADPH+三磷酸腺苷

ATP;VFA挥发性脂肪酸分解代谢生物合成代谢在瘤胃中生长维持ADPSugarsCatabolismBiosynthesBacterialDigestionofCarbohydrates

微生物对碳水化合物的消化Microbesattachto(colonize)fibercomponentsandsecreteenzymes微生物附着于纤维素上，并分泌酶Cellulose,hemicellulosedigestedbycellulasesandhemicellulases分泌纤维素酶及半纤维素酶用于分解纤维素及半纤维素ComplexpolysaccharidesaredigestedtoyieldsugarsthatarefermentedtoproduceVFA多糖类被消化用于产生糖类，后者发酵生成挥发性脂肪酸StarchesandsimplesugarsaremorerapidlyfermentedtoVFA淀粉及单糖类被迅速发酵生成挥发性脂肪酸Protozoaengulfstarchparticlespriortodigestingthem

原虫在消化淀粉前先吞噬淀粉颗粒Rumen:瘤胃：BacterialDigestionofCarbohyRuminantCarbohydrateDigestion

反刍动物对碳水化合物的消化SmallIntestine小肠

Secretionofdigestiveenzymes分泌消化酶Digestivesecretionsfrompancreasandliver主要由胰腺及肝脏分泌消化液Furtherdigestionofcarbohydrates进一步消化碳水化合物AbsorptionofH2O,minerals,aminoacids,glucose,fattyacids吸收水、矿物质、氨基酸、葡萄糖、脂肪酸Bacterialpopulationfermentstheunabsorbedproductsofdigestion微生物发酵那些无法消化的组分AbsorptionofH2O,VFAandformationoffeces吸收水、挥发性脂肪酸，合成排泄物CecumandLargeIntestine盲肠及大肠RuminantCarbohydrateDigestioCarbohydrateDigestionRate

碳水化合物的消化率CompositionandDigestionofCarbohydrateFractions碳水化合物的组成及消化___________________________________________________________Composition组成RumenDigestion(%/h)瘤胃消化率%/h________________________________________Sugars糖类200-350OrganicAcids有机酸 1-2Starch淀粉10-40SolubleAvailableFiber可溶性可利用纤维40-60Pectins果胶Bglucansβ葡聚糖InsolubleAvailableFiber非可溶性可利用纤维2-10Cellulose纤维素Hemicellulose半纤维素UnavailableFiber(lignin)非可利用纤维素（木质素）0_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________CarbohydrateDigestionRate

碳水糖类淀粉纤维素发酵时间糖类淀粉纤维素发酵时间VolatileFattyAcids

挥发性脂肪酸Carbohydrates VFA’sGlucoseMicrobialFermentation

Short-chainfattyacidsproducedbymicrobes3basictypes:3

种基本形态-Rumen,cecum,colonAceticacid(2c)乙酸Propionicacid(3c)丙酸Butyricacid(4c)丁酸碳水化合物微生物发酵挥发性脂肪酸葡萄糖瘤胃、盲肠、结肠中短链脂肪酸由微生物合成VolatileFattyAcids

挥发性脂肪酸CarVFAFormation

挥发性脂肪酸构成2acetate+CO2+CH4+heat2propionate+water1butyrate+CO2+CH41GlucoseVFAsabsorbedpassivelyfromrumentoportalbloodProvide70-80%ofruminant’senergyneeds1分子葡萄糖2醋酸盐热量2丙酸盐水1丁酸盐挥发性脂肪酸由瘤胃被动吸收入血，提供反刍动物能量需要的70-80%

VFAFormation

挥发性脂肪酸构成2acetatRumenFermentation

瘤胃发酵Gases(carbondioxideandmethane)areprimarybyproductsofrumenfermentation二氧化碳及甲烷是瘤胃发酵主要副产物Usuallythesegasesareeructatedorbelchedout-ifnot,bloatoccurs通常这些气体都通过打嗝的形式排出，如果不能顺利排出会造成瘤胃胀气Bloatresultsinaseveredistensionoftherumenontheleftsideoftheruminantandcanresultindeath瘤胃胀气会导致反刍动物左侧瘤胃剧烈膨胀，严重时会死亡RumenFermentation

瘤胃发酵Gases(UsesofVFA

挥发性脂肪酸的利用Acetate乙酸Energy能量Fattyacidsynthesis脂肪酸合成Propionate丙酸Energy能量Gluconeogenic糖异生–glucosesynthesis葡萄糖合成Butyrate丁酸Energy能量Rumenepithelialcellsconverttoketone瘤胃上皮细胞转化成酮体

Proportionsproduceddependsondiet

根据日粮组成不同，比例不同

UsesofVFA

挥发性脂肪酸的利用Acetate乙AbsorptionofVFAs

挥发性脂肪酸的吸收Noevidenceforactivetransport没有证据证明是主动运输吸收VFAmetabolismintherumenwall挥发性脂肪酸在瘤胃壁的代谢Cellsusemostofthebutyrate

fortheirownenergyneeds细胞利用了大部分丁酸用于自身的能量需要Acetateandpropionateare‘exported’toblood乙酸盐与丙酸盐被吸收入血AbsorptionofVFAs

挥发性脂肪酸的吸收NoVFAProduction–MolarRatios

挥发性脂肪酸的产生Forage:Grain粗精比Acetate乙酸Propionate丙酸Butyrate丁酸100:071.416.07.975:2550:5065.318.410.440:6059.825.910.220:8053.630.610.7VFAProduction–MolarRatios

RumenVFAProfiles

瘤胃挥发性脂肪酸概况乙酸丙酸乳酸纤维分解菌活性强淀粉分解菌活性强瘤胃pHRumenVFAProfiles

瘤胃挥发性脂肪酸概况乙MetabolismofVFA

挥发性脂肪酸的代谢Overview综述Acetateandbutyratearethemajorenergysources(throughoxidation)乙酸及丁酸是主要的能量来源（通过氧化途径）Propionateisreservedforforgluconeogenesis丙酸主要储备用于糖异生Acetateisthemajorsubstrateforlipogenesis乙酸是脂肪生成过程中最重要的底物Hencetheimportanceoffiberindairydietstomaintainmilkfatlevels因此粗纤维在日粮中的重要性主要是用来维持乳脂水平Propionateisalsolipogenic(thoughglucose)丙酸也可用于生成脂肪（通过生成葡萄糖）MetabolismofVFA

挥发性脂肪酸的代谢OveMetabolismofVFAs

挥发性脂肪酸代谢VanSoest,1994AcetateButyratePropionate琥珀酰辅酶A脂肪乙酰乙酸β-羟基丁酸

乙酰辅酶A柠檬酸甘油丙酮苹果酸乙酰辅酶A草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸

乙酸丁酸丙酸MetabolismofVFAs

挥发性脂肪酸代谢VaGlucoseRequirements

葡萄糖需要Thereislessfluctuationinbloodglucoseinruminantsandbloodglucoseislowerat40-60mg/dl反刍动物血糖浓度波动很小，而且血糖一般低于40-60mg/dlReducedfluctuationdueto:血糖浓度稳定的原因Eatmoreconstantlythanmonogastrics与单胃动物相比，采食过程更稳定，持续时间长ContinuousVFAproduction挥发性脂肪酸不断产生Continuousdigestaflow持续不断的食物流Continuousgluconeogenesis持续的糖异生作用GlucoseRequirements

葡萄糖需要TherDigestiveFeature消化功能Ruminant反刍动物Nonruminant非反刍动物Salivaryamylase唾液淀粉酶Zero无High–primates高-灵长类Moderate-pig中-猪Low-carnivores低-肉食动物Pregastricfermentation前胃发酵High+很高Zero无Gastric胃Verylow很低Verylow很低PancreaticamylaseinSI小肠胰腺淀粉酶Lowtomoderate低-中等程度High高Glucoseabsorption

fromSI小肠葡萄糖吸收Zerotolow很低几乎无High高PostSI小肠后段Low低LowtoHigh低-高CarbohydrateDigestionandAbsorption

碳水化合物的消化及吸收DigestiveFeatureRuminantNonruFats脂肪Increaseenergydensityinration增加日粮能量浓度Donotsupplyenergytomicrobes!!!!!并不为微生物提供能量！！！！！Unpalatable,tendtodecreasefeedintake适口性差，容易降低采食量Over3%inrationwillsuppressfeedintake超过3%会降低采食量Cansupplementwith“rumenprotected”fats可以以过瘤胃脂肪形式补充Suppressmicrobialfunction抑制微生物生长及生理功能Form“soaps”inrumen瘤胃中以皂化脂肪形式存在PUFA’sgreaternegativeeffectthanSFA’s多不饱和脂肪酸的抑制效应要高于饱和脂肪酸Decreasefiberdigestibility,slowrateofpassage降低纤维素的消化率，减缓瘤胃流通速率Oilseedsare“slow-release”formoffat,lessnegativeeffectsinrumen籽实类油属于缓慢释放性油脂，对瘤胃微生物的影响较小Fats脂肪IncreaseenergydensityOverviewofCarbohydratesandRuminants

反刍动物碳水化合物代谢综述Diet

ProteinCarbohydrateFat_____________________________________________Rumen_____________________________________________Blood_____________________________________________TissueBacterialProteinAminoAcidsProteinStarchVFAPropionateAcetateButyrateGlucoseLactoseFattyAcidsFattyAcidsFat日粮蛋白碳水化合物脂肪瘤胃微生物蛋白淀粉挥发性脂肪酸脂肪酸乙酸丁酸丙酸血液氨基酸葡萄糖乳糖脂肪酸脂肪组织蛋白OverviewofCarbohydratesandFeedingOrder

饲喂程序Feedingforagebeforefeedingconcentrates(incomponent-fedherdswhereforagesandconcentratesarefedseparately)willbufferrumenbeforelargeamountsofacidsareproduced在饲喂精料前饲喂粗饲料（当粗饲料与精饲料分开饲喂时）能够保证瘤胃在大量酸产生前起到缓冲效果。Morestablerumenenvironment更加稳定的瘤胃内环境Betterforagedigestibility,fasterrateofpassage,andincreasedcowperformancecomparedtofeedingforagesafterconcentrates与先饲喂精料再饲喂粗饲料相比，能够提高粗饲料消化率，提高瘤胃排空速度，提高奶牛的生产性能FeedingOrder

饲喂程序FeedingforaInteractionofProteinandEnergyinRuminantNutrition

反刍动物营养中的能量与蛋白的互作InteractionofProteinandEne发酵糖类淀粉纤维素时间发酵糖类淀粉纤维素时间RumenNH3FollowingProteinIngestion

采食蛋白后瘤胃氨浓度变化亚麻籽粕尿素豆粕鱼粉采食后经过时间RumenNH3FollowingProteinInRumenVFAfromCarbohydrateSources

瘤胃不同碳水化合物来源的挥发性脂肪酸浓度淀粉玉米破碎玉米纤维素时间挥发性脂肪酸RumenVFAfromCarbohydrateSoMatchingAvailableEnergywithRatesofProteinDegradation

蛋白降解与可利用能量的同步Tomaximizeefficiencyofmicrobialproteinsynthesisfromammonia,availableenergymustbepresent.为使微生物利用氨合成蛋白的效率最大化必须同时提供足够的有效能MatchingAvailableEnergywithMatchingProteinand

EnergySources

同步蛋白与能量来源MatchingProteinand

EnergySRumenDegradableProtein

瘤胃降解蛋白(RDP)About60%ofproteinintherationshouldberumendegradable(RDP)tomeetneedsofmicrobes日粮中必须保证60%的蛋白为RDP以满足微生物需要30%oftheproteinshouldberumensolubleforcomponent-fedherds日粮中蛋白的30%必须在瘤胃中可溶45%shouldberumensolubleinTMR-fedherds在全混合日粮中粗蛋白的45%必须是瘤胃可溶性蛋白Soybeanmealisrumensoluble豆粕属于瘤胃可溶性蛋白源Cornglutenisaninsolubleproteinsource玉米蛋白粉属于瘤胃不可溶性蛋白源RumenDegradableProtein

瘤胃降解蛋RumenUndegradableProtein(RUP)

瘤胃非降解蛋白Proteinthat“by-passes”rumendegradationtomeettheneedsofthecowthatarenotmetbymicrobialproteinproduction过瘤胃降解蛋白也许适合反刍动物自身需要，但并不适于微生物产生菌体蛋白Shouldbeabout40%oftotalnitrogenfed瘤胃非降解蛋白应该在总日粮氮中占到40%Sourcesincludeheat-treatedsoybeans,fishormeatmeal,distillersgrains来源应该包括热处理豆粕，鱼粉及肉粉以及酒糟OptimalLYS:METratiois3:1适宜的赖氨酸蛋氨酸比为3：1Typicallyrequiresoverfeedingproteintomeetmethionineneedsofcow通常需要过量的蛋白质，以满足奶牛蛋氨酸的需要CanmeetneedswithlowerRUPandsupplementalrumen-stablemethioninesupplements($$$)可以提供更低含量的RUP，同时提供过瘤胃保护性蛋氨酸RumenUndegradableProtein(RUNon-FiberCarbohydrates(NFC)

非结构性碳水化合物Sugarsandstarches糖及淀粉ProduceVFA’s产生挥发性脂肪酸Rapidlydigested快速被消化CanchangerumenpHquickly!!快速改变瘤胃pH！！Meetenergyneedsofmicrobes适宜的微生物的能量需要Requireabout38-40%inrationforthisneed需要从日粮来源提供38-40%Canbeachallengeinhigh-fatdiets可能被高脂肪日粮改变Onpaper,energyneedsofcowaremet,butrationisactuallyenergydeficientforoptimalrumenmicrobialsynthesis传统研究认为，奶牛日粮中的能量是适合的，但实际上为满足最佳的瘤胃微生物合成，日粮中的能量是缺乏的Non-FiberCarbohydrates(NFC)

WhatAreNFC’s?

什么是非结构性碳水化合物Non-FiberCarbohydrates(NFC’s)areextremelyimportantsugarandstarchcomponentsofadairyration.非结构性碳水化合物是奶牛日粮中极其重要的组分NFC’saremorerapidlydegradedintherumenthanfibrouscarbohydrates.Theyprovideimmediatenecessaryenergyforrumenmicroorganismstosynthesizeproteinforcellgrowth.非结构性碳水化合物与结构性碳水化合物相比降解更加快。它们为瘤胃微生物合成蛋白及细胞生长提供必须的能量NFC=100-(NDF+CP+Fat+Ash+Moisture)

NFC=100-(中性洗涤纤维+粗蛋白+脂肪+灰分+水)

WhatAreNFC’s?

什么是非结构性碳水化合物NoOptimumNFCandSugarLevels

适宜的NFC及糖水平TheoptimumNFCisgenerallysetata40%oftherationdrymatter.日粮中适宜的NFC水平一般为40%，以绝干物质计Aminimumlevelof35%NFCisgenerallyrecommendedtoassuremaximumefficiencyofmicrobialgrowth.一般建议采用最少35%的NFC水平，用以保证微生物合成的最大效率Amaximumlevelof45%isoftensettopreventdisruptionoffiberdigestionduetolowrumenpH.最高推荐量是45%，防止瘤胃pH过低破坏粗纤维的消化OptimumSugarlevelsintherationaretypicallyrecommendedtobebetween4to6%.建议适宜的糖类水平为4-6%OptimumNFCandSugarLevels

适WhyDifferentiateBetween

StarchandSugarinNFCFraction?

为什么淀粉及糖类在NFC中不同

Because….

因为Sugarsfermentmuchfasterintherumenthanstarches.糖类在瘤胃中的发酵速度要远远快于淀粉 Sugars–Digestedwithin30-60minutes Starches–Digestedwithin2-6hours

糖类-在30-60分钟内消化淀粉-在2-6个小时内消化WhyDifferentiateBetween

StaRecentresearchindicatesthatacocktailofdifferentsugarsmayprovidesomebenefitsinrumendigestion,ascomparedtoasinglesugarsource.

近些年来的研究表明，使用不同类型的糖类复合使用，效果要好于单一的糖类RecentresearchindicatesthatFeedingavarietyofsugarsfeedsalloftherumenmicrobeswhichimprovesforagedigestionandutilization

饲喂不同种类糖能够改善瘤胃微生物粗饲料的消化及利用率瘤胃中细菌种类多样正是由于有细菌，瘤胃才能利用粗饲料和非蛋白氮细菌利用糖类供能来消化粗饲料不同的细菌利用糖的类型不同提供不同类型的糖能够保证不同细菌数量都维持在正常水平从而采食更多的能量这样能够显著的改善粗饲料的采食量FeedingavarietyofsugarsfeFermentationofCarbohydrateSubstrates

byRumenBacterialSpecies

不同瘤胃菌种的碳水化合物发酵底物Organism种类Glucose葡萄糖Fructose果糖Sucrose蔗糖Lactose乳糖Bacteroidessuccinogenes产琥珀酸拟杆菌+--+Ruminococcusflavefaciens黄色瘤胃球菌+-++Ruminococcusalbus白色瘤胃球菌++++Bacteroidesamylophilus嗜淀粉拟杆菌----FermentationofCarbohydrateSMicrobialProteinSynthesis

微生物蛋白合成Requiresthatammonia(frombreakdownofRDP)ispresentatthesametimeascarbonskeletons(fromthebreakdownofeithercomplexorsimplecarbohydrates)

需要氨（来源为RDP分解）与碳链（来源于简单及复杂结构的碳水化合物）“Nutrientsynchrony”营养同步性Mostcrucialwhenmealfeeding,lessofaproblemwhenrumenisalwaysfullofallfeeds(TMRfedwith24-hourfeedavailability)每日分餐饲喂时，营养的同步性问题非常关键；只有在24小时自由采食全混合日粮条件下，该问题才不那么重要MicrobialProteinSynthesis

微生SynchronousFeedingChallenges

同步饲喂的挑战Solubleproteinsources(SBM)arerapidlybrokendowntoammoniawhichisprimarilyusedbyfiberdigesters(cellulolyticbacteria)可溶性蛋白源（如豆粕）很快降解为氨，并且很快用于分解纤维（纤维分解菌）Insolubleproteinsources(cornglutenmeal)areslowlybrokendowntopeptideswhicharemoreeffectivelyusedbystarchdigesters(amylolyticbacteria)非可溶性蛋白源（玉米蛋白粉）被缓慢分解成为肽，但对于淀粉分解菌来说，这样反而利用效率更高Forexample,feedingNPNinarationhighinstructuralcarbohydrates(highforagediet)resultsinammoniamovingtobloodratherthanformingmicrobialprotein例如，如果结构性碳水化合物（粗饲料较多）日粮中非蛋白氮浓度过高，会导致氨吸收入血而不是形成微生物蛋白SynchronousFeedingChallengesRumenAmmonia

瘤胃氨Formedfromthebreakdownofrumendegradableprotein瘤胃蛋白降解后的一种存在形式RDPbrokendowntoammoniaandcarbonandthenre-formedintohigherqualitymicrobialproteins瘤胃降解蛋白分解成碳和氨然后重新合成为高品质的菌体蛋白Shouldbebetween2and5mg/dl大概含量在2-5mg/dlHighammoniareflectsproblemwithformationofmicrobialproteins高浓度的氨说明了菌体蛋白的合成过程中有问题RumenAmmonia

瘤胃氨FormedfromtMilkUreaNitrogen(MUN)

乳中尿素氮Rumenammoniathatisabsorbedintothebloodstreamisconvertedtoureabytheliverandendsupinmilkandurine(someinsaliva)瘤胃氨被吸收进入血液循环，然后再肝脏被转化为尿素最终进入乳及尿液（有时进入唾液）OptimalMUNlevelsbetween12and14mg/dl适宜的MUN水平为12-14mg/dlHighcrudeproteinoralowNFC:CPratioincreasesMUN粗蛋白水平过高或者是NFC:CP比例过低都会导致MUNHighMUN(>20mg/dl)reflectsrationswithexcessproteinorinadequateNFC高MUN水平(>20mg/dl)反应了日粮中蛋白过高，而NFC水平不适宜MUNalsoincreaseswithexcessivebodyconditionlosses(moremuscleproteinbreakdown)asoccursinearlylactation但早期泌乳过程中体组织损失过大时（肌肉蛋白被降解）MUN水平也可能增加MustinterpretMUNcarefullyinearlylactationcows必须密切关注早期泌乳奶牛的MUNMilkUreaNitrogen(MUN)

乳中尿素氮ImportanceofMicrobialProtein

菌体蛋白的重要性ImportanceofMicrobialProteiRumenMicrobesandTheirProteinValue

瘤胃微生物及其蛋白价值Microbesasafeedsource作为反刍动物食物来源的微生物about50%protein50%的粗蛋白Over80%digestibility消化率高于80%Closertoaminoacidprofileofmilkthananyotherproteinsource与其他蛋白源相比更接近牛奶蛋白氨基酸组成Forcowproducing45kgmilk,80%ofproteinneedscanbemetbymicrobialprotein(~2.27kg/day)对于日产量45Kg的奶牛来说，80%的蛋白需要可由微生物来源的蛋白提供（~2.27kg/day）Dependsonqualityoffeedingprogram(largerange)依赖于饲喂程序的质量（大范围内）DIRECTLYDETERMINESPROFITABILITYOFFEEDINGPROGRAM直接决定了饲喂程序的收益RumenMicrobesandTheirProteMicrobialProteinandTheirImpactsonProteinNutrition

微生物蛋白及其对蛋白质营养的影响MicrobialpopulationhasprofoundeffectonAAreachingS.I.微生物极大影响了到达小肠的氨基酸组成AAprofileatS.I.differentfromdiet

a.达到小肠的氨基酸与日粮中不同Up-gradeslowqualitydietaryprotein能够改善日粮中的低品质蛋白Down-gradeshighqualitydietaryprotein但也降低了日粮中的高品质蛋白EnablesruminantstouseNPNefficiently使得反刍动物能够有效利用非蛋白氮Ruminantscanbeproductivewithoutasourceofdietarytrueprotein即使日粮中不含真蛋白，反刍动物也能保持较高的生产性能AnimalcansurviveonlowamountsofdietaryproteinbyrecyclingN(asurea)backtorumen

即使在日粮中蛋白很低的情况下，依靠瘤胃N循环（以尿素的形式）动物也可以存活

MicrobialProteinandTheirImMicrobialProteinandNitrogenMetabolism

微生物蛋白及氮代谢MicrobialpopulationhasprofoundeffectonAAreachingS.I.(cont.)微生物极大影响了到达小肠的氨基酸组成Whywesaynitrogenmetabolism(vsproteinmetab.)为什么我们称之为氮代谢（与蛋白代谢相比）Microbialintervention微生物存在作用NH3formation氨形成Disadvantage:moreproteincanbedestroyedintherumenthanissynthesized缺点：瘤胃中蛋白的降解比合成高 Result=Netlossofprotein结果=蛋白的净损失

Advantage:canhavemoreproteinleavingrumenthanisinthediet Result=Netgainofprotein优点：进入瘤胃的蛋白质可以比流出瘤胃的多结果=蛋白的净增加MicrobialProteinandNitrogenExample:MoreProteinLeavingRumenthanwasinDiet

例子：过瘤胃的蛋白增加Weston&Hogan(Australia)firsttoshowthisWeston&Hogan（澳大利亚）第一次试验证实Fedsheep2dietscontaining20%and8%CP饲喂绵羊2种不同的日粮各含20%和8%蛋白

8%Wheatenhay,corn8%小麦、干草、玉米20%Lucerne(alfalfa),corn,PNM20%苜蓿、玉米、花生粕Dietssupportedidenticalwoolgrowth羊毛生长所需要的日粮是相同的Netgain净增加Netloss净损失13.8NenteringS.I.vsdiet与日粮中相比进入小肠的NAA-NenteringS.I.(gm/day)进入小肠的氨基酸-NNfed(gm/day)饲喂N8%CP20%CPMeasurement测量Example:MoreProteinLeavingMicrobialProteinandItsConsistency

微生物蛋白及其结合Inruminantnutrition–generallynotconcernedwithAAcompositionofdietaryprotein

在反刍动物营养中，我们通常不关心日粮蛋白的AA组成TypeoffeeddoesnotaffectAAcomp.ofbacteriaandprotozoaleavingrumen

日粮类型不会影响细菌氨基酸组成以及原生动物过瘤胃AAcomp.ofMO’sreachingduodenumstrikinglysimilarwhenmeasuredinlabsaroundtheworld到达十二指肠的氨基酸组成惊人的相似，世界各地的实验室检测结果证明了这点Biologicalvalue(BV)ofmicrobialprotein~80%

微生物蛋白的生物学价值~80%MicrobialProteinandItsConsFeedIntakeIsCrucialtoAnimalHealthandMilkProduction

对于反刍动物的健康及泌乳来说采食量是至关重要的因素FeedIntakeIsCrucialtoAnimTheeffectsofdecreasedfeedintakeinthetransitionperiodisfeltthroughouttheentirelactation.Thetoppanelrepresentsa30%decreaseinfeedintakewhilethebottompanelrepresentsa70%decreaseinfeedintake翻译见下页干奶期能量负平衡期能量正平衡期干物质采食量产奶量机体能量平衡干奶期能量负平衡期能量正平衡期干物质采食量产奶量机体能量平衡TheeffectsofTheeffectsofdecreasedfeedintakeinthetransitionperiodisfeltthroughouttheentirelactation.Thetoppanelrepresentsa30%decreaseinfeedintakewhilethebottompanelrepresentsa70%decreaseinfeedintake围产期采食量下降对整个泌乳期都会产生负面影响。上部的图展示了采食量降低30%的结果，而下方的图展示了采食量降低70%的效果。Theeffectsofdecreasedfeed

DryMatterIntakeGuides

建议干物质采食量

11kgofDMabovemaintenance­milkyield2-2.5kg

1kg以上干物质用于维持产奶-2-2.5Kg2Ingeneral,5.9kgofDMformaintenance通常，5.9kg干物质用于维持需要3MilkCows:奶牛 DMintake=(.0185xB.W.)+(.305xkg4%FCM)

干物质采食量=(.0185x代谢体重）+

(.305xkg4%标准奶) 4%FCM=(0.4XkgMilk)+(15XkgFat)

4%标准奶=(0.4Xkg牛奶)

+(15Xkg脂肪)

4DryCows:DMIntake=(B.W.x.0185)

干奶期奶牛：干物质采食量=(.0185x代谢体重）

DryMatterIntakeGuides

建议干物

DMIandMilkYield

干物质采食量及产奶量

DMI,maintenance,andmilkproduction干物质采食量，维持需要，以及产奶量 5.9kgHolsteinmaintenancetax5.9kg用于荷斯坦维持需要 (DMI–5.9kg)multipliedby2

（DMI-5.9Kg）×2 Example:(24kg–5.9kg)X2=36.3kgofmilk

例如(24kg–5.9kg)X2=36.3kg产奶量•DairyEfficiency:MilkyieldandDMI产奶效率：产奶与干物质采食量间关系 kgofmilk/kgofDMI1kg牛奶/1kg干物质采食量 Excellent>1.5极好水平>1.5

Concern<1.3低于1.3就需要注意 Example:34kgmilk/22.7kgDMI=1.5例如：34kg牛奶/22.7kgDMI=1.5

DMIandMilkYield

干物质采食量及产奶量LowDryMatter(Energy)Intake干物质采食量低（能量）的后果PoorImmuneFunctionEmptyRumenDisplaced

AbomasumMastitis/MetritisFatMobilizationFattyLiver/KetosisImpairedLiverFunction体脂动员脂肪肝/酮病肝脏机能减弱免疫机能减弱乳房炎/子宫炎瘤胃变空真胃移位LowDryMatter(Energy)IntakeDMIandPlasmaNEFA

干物质采食量及血浆中非酯化脂肪酸302520151050-5-10-15-2011223344552004006008001000DMINEFADayrelativetocalving相对产犊日龄（前、后）NEFAuM/LDMIlb/dGrummer,1993DMIandPlasmaNEFA

干物质采食量及血浆中MetabolicDisorders

代谢紊乱Thetransitionfromlategestation,non-lactatingtononpregnant,lactatingpresentssignificantchallengetothecow’ssystem从妊娠后期没有泌乳到产犊后泌乳的过程对于奶牛来说要经历极大的挑战Unfortunatelynutritionnamangementdoesnotmeetthesechallenges.Awiderangeofhealthproblemscanoccur.不幸的是，当前的营养供给并不足以让其克服挑战。而由此产生了一系列健康问题。MetabolicDisorders

代谢紊乱ThetrMetabolicDisordersin8070HolsteinCowsinNewYorkState(Grohnetal,1995)

纽约州8070头荷斯坦奶牛代谢病调查LactationalIncidence哺乳期的发病率Disorder疾病Risk,%发生率MediandayofOccurrence发生的平均时间/天Reta